ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2007, том 49, № 1, с. 77-88
УДК 553.12
ДУБРАВСКИЙ МАССИВ ПИРОКСЕНИТОВ, ЩЕЛОЧНЫХ ПОРОД И КАРБОНАТИТОВ
© 2007 г. Ф. А. Летников, А. А. Заячковский
Институт земной коры СО РАН 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128 Поступила в редакцию 15.08.2005 г.
Впервые дано описание Дубравского массива пироксенитов, щелочных пород и карбонатитов, открытого в 1961 г. в Северном Казахстане. На основании данных разведочного бурения и магнитометрической съемки масштаба 1:10000 была составлена геологическая карта месторождения. Проведено петрографическое описание всех главных типов пород и по данным силикатных анализов дана их петро-химическая характеристика. Впервые, по данным 1СР MS-анализа, изучены геохимические особенности главных типов пород, что позволило на основании геохимических данных выделить две группы карбонатитов: собственно магматических рудных и кальцитовых метасоматитов. Карбонати-ты характеризуются не промышленно-ценными концентрациями Zr, TR, Та и очень низкими содержаниями и и ТЪ. Практический интерес в дальнейшем могут представлять карбонатиты с высокими содержаниями Р2О5 и метасоматические слюдиты с высокими содержаниями редких элементов.
ВВЕДЕНИЕ
Дубравский массив щелочных основных, ультраосновных пород и карбонатитов был выявлен Ф.А. Летниковым в 1961 г. (Летников, Загумен-нова, 1962) при просмотре керна на участке Дубрава, на котором Ф.Д. Стеценко проводил поиски железных руд. В ходе предварительного исследования карбонатитов в них были установлены повышенные содержания P2O5 (до 6.5%), что послужило основанием для рекомендаций по постановке здесь поисково-разведочных работ на предмет оценки апатитовой минерализации в карбонатитах. Эти работы были проведены Кок-четавской геологоразведочной экспедицией только в конце 70-х годов Ф.Д. Стеценко, В.Г. Бергером, А.Д. Рык, Д.И. Кадыровым и другими геологами. Поскольку массив с поверхности перекрыт рыхлыми отложениями и на нем развита кора выветривания, то все данные по его строению и распределению апатитовой минерализации были получены по буровым скважинам, а сама конфигурация массива уточнена магнитометрической съемкой масштаба 1:10000. Это был первый открытый в 1961 г. в Казахстане массив с карбона-титами, но после разбуривания так и не описанный в геологической литературе, поэтому мы сочли своим долгом на основании имевшихся в нашем распоряжении материалов дать описание этого массива, ибо в противном случае данные по геологии, строению и составу пород Дубравского массива остались бы недоступны геологическому сообществу.
Адрес для переписки: Ф.А. Летников. E-mail: letnikov@crust.irk.ru
Дубравский массив расположен в 60 км к юго-западу от г. Кокчетава в Северном Казахстане (координаты центра массива: х - 68°45'34'', у -52°49'30'') и приурочен к Чаглинскому глубинному разлому, он залегает в блоке протерозойских пород зерендинской серии, окружен с трех сторон более поздними биотитовыми гранитами зерен-динского комплекса с возрастом 440 ± 20 млн. лет (Шатагин, 1999), среди которых отмечаются более мелкие тела аляскитов и лейкогранитов балка-шинского комплекса с возрастом 420 ± 10 млн. лет (Летников, Костицын, 2002).
Дубравский массив имеет размеры 2.5 х 3 км и прорывает метаморфические породы зерендинской серии (гнейсы, амфиболиты, сланцы) (фиг. 1). К западу среди метаморфических пород отмечаются тела апогипербазитовых серпентинитов. Возможно, эти породы изначально представляли единую с породами Дубравского массива ассоциацию ультраосновных пород. В 4.5 км к северо-западу размещается массив, сложенный габбро и габбро-диоритами низкой щелочности и отличающийся по всем петрохимическим и геохимическим параметрам от пород Дубравского массива.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МАССИВА
По данным картировочного бурения и магнитной съемки, пироксениты занимают большую часть массива, и тела карбонатитов размещаются только среди пироксенитов (фиг. 2). Судя по геологическим взаимоотношениям, пироксениты являются наиболее древними магматическими породами массива, а поскольку они пересекаются гранитами Зерендинского массива с возрастом
п п
г г
п п
п
2.5 км
_|_I
а ( + +
0
4
5
Фиг. 1. Схематическая карта района Дубравского массива, масштаб 1:100000.
1 - Дубравский комплекс: слюдяные пироксениты, сиениты, карбонатиты, под < 1 разведанный Дубравский массив;
2 - габбро, габбро-диориты; 3 - апогипербазитовые серпентиниты; 4 - гранитоиды: граниты и гранодиориты зерен-динского комплекса (а) и лейкократовые граниты и аляскиты балкашинского комплекса (б); 5 - протерозойские метаморфические породы зерендинской серии.
448 ± 20 млн. лет (Шатагин, 1999), то возраст всего набора пород собственно Дубравского массива древнее. Небольшое линзовидное тело шонкини-тов залегает в центральной части массива среди пироксенитов. Больше нигде шонкиниты встречены не были. Секущие пироксениты тела сиенитов приурочены к узким тектоническим зонам, в которых дайки сиенитов достигают мощности 78 м с крутыми углами падения 50°-60°.
Карбонатиты преимущественно приурочены к тектоническим зонам в пироксенитах (фиг. 2), где образуют протяженные тела мощностью от нескольких метров до 10 м с крутым падением 50°-60° на юго-восток (фиг. 3, 4). Самое крупное разбуренное тело рудных карбонатитов залегает в центральной части массива (фиг. 2) протяженностью ~1.7 км и мощностью ~400-500 м, имеет с вмещающими пироксенитами четкие секущие контакты с характерными ореолами метасомати-ческой карбонатизации. Рудные карбонатиты слагают еще одно массивное тело в восточной части массива (фиг. 2), протяженностью ~600 и мощностью от 60 до 100 м. В южной части масси-
ва штокообразное тело безрудных карбонатитов размером 800 х 200 м соседствует с небольшим телом шонкинитов (фиг. 2). Все эти тела карбонатитов приурочены к единой тектонической зоне северо-восточного простирания, секущей пироксениты (фиг. 2), когда границы тел установлены по данным бурения по разведочным профилям.
Более поздние, по отношению к пироксени-там, карбонатитам и сиенитам, породы основного состава - габбро, габбро-диориты, габбро-диабазы и кварцевые диориты - слагают штоки, трещинные интрузивы, а в тектонических зонах -протяженные дайки, мощностью от 1 до 2 м. Судя по данным бурения, такие дайки приурочены к крутопадающим долгоживущим тектоническим зонам, в которых пространственно совмещены дайки карбонатитов, габбро, габбро-диабазов, диоритов и самых поздних гранитов (фиг. 3, 4, 5).
Судя по геологическим данным, возрастные взаимоотношения между магматическими породами таковы:
м о
Л
о ч
к
Р ^
Н №
X
м о
н о
ч о
*
м Н
к
н о £
чо
о о о
и
01 Ч
А
В
о К
И »
>
о
о И
В
я И
ч
О К
о
Е
Н И
Т О
В
Фиг. 2. Геологическая карта Дубравского массива (Ф.Д. Стеценко, В.Г. Бергер, А.Д. Рык, Д.И. Кадыров).
1 - пироксениты; 2 - биотитовые граниты; 3 - кварцевые диориты; 4 - габбро, габбро-диориты, габбро-диабазы; 5 - безрудные кальцитовые карбонатиты; 6 -шонкиниты; 7 - рудные апатит-магнетит-биотит-кальцитовые карбонатиты (цифры в кружках - номера карбонатитовых тел); 8 - сиениты; 9 - тектонические нарушения.
чо
Фиг. 3. Разрез по разведочной скважине 121а (по данным Кокчетавской ГРЭ).
Условные обозначения см. на фиг. 2.
1. Внедрение по глубинному Чаглинскому разлому в протерозойские породы зерендинской серии мантийных щелочных расплавов, при кристаллизации которых сформировался собственно Дубравский массив щелочных пироксенитов с подчиненным количеством карбонатитов, щелочных сиенитов и шонкинитов. Радиологических датировок по Дубровскому массиву нет.
2. Судя по приуроченности к одним и тем же тектоническим зонам близко во времени произошло внедрение более поздних основных магм, при кристаллизации которых сформировались тела габбро, габбро-диоритов, габбро-диабазов и кварцевых диоритов. Радиологических датировок по этим породам нет.
3. Формирование Зерендинского плутона биотитовых гранитов с возрастом 448 ± 20 млн. лет (Шатагин, 1999). Граниты прорывают все ранее образованные породы и с ними связаны зоны гранитизации в породах основного состава. Более поздних магматических пород здесь не встречено.
ПЕТРОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПОРОД
Среди слюдистых пироксенитов, слагающих большую часть массива, очень редко встречаются свежие породы. Обычно они тектонически раздроблены и в них широко развиты наложенные метасоматические процессы. Характерно повсеместное наличие флогопита, биотита и апатита, в некоторых образцах его содержание достигает 10-15%. Наименее измененные пироксениты обладают пятнистой текстурой и неравномерно-зернистой структурой, размер зерен у пироксена 1-4 мм, апатита 0.3-2.5 мм, флогопита и биотита 0.3-2.5 мм. Состав: клинопироксен ~70-74%, флогопит + биотит ~7-15%, апатит ~5-10%, карбонат ~10-15%, рудные <1%. Карбонат слагает прожилки мощностью 0.05 мм, которые пересекают кристаллы пироксена, предположительно авгита. Слюда занимает межзерновые пространства между зернами пироксена. Большая часть апатита сконцентрирована на границах зерен клинопи-роксена и флогопита, часто образуя с флогопитом тесные пластинчатые срастания. Метасоматические замещения Phl и Bi —Cpx, Ca —-Cpx1. Иногда количество слюд достигает до 50%, в таких случаях порода относится к слюдитам.
В керне скважин изредка встречается нефе-линсодержащий пироксенит (скважина П-1-66, глубина 202 м), где размеры кристаллов клинопи-роксена колеблются в пределах 0.7-10 мм, апатита 0.15-1 мм, биотита и флогопита 0.3-3 мм, нефелина 0.1-0.3 мм. Состав: клинопироксен 73%, апатит - 5%, биотит + флогопит ~10%, карбонат ~5%, нефелин ~5-6%, сфен ~2%, рудный ~1-2%. Карбонат преимущественно развивается по стыкам зерен клинопироксена и слюд, а также по многочисленным микротрещинам. Нефелин имеет мелкотаблитчатый габитус и интенсивно замещен либенеритом и тонкочешуйчатой слюдой светлого цвета. В других ситуациях обогащенный апатитом и нефелином пироксенит характеризуется интенсивной карбонатизацией (>10%) и появлением микроклина в составе тонких кварц-карбонатных прожилков.
В тектонических зонах по пироксенитам развиты низкотемпературные ме
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.